信息家电研究论文

嵌入式技术论文篇二 嵌入式系统应用技术 【摘 要】本文介绍了嵌入式系统的含义、发展、现状和我国在嵌入式系统中面临的机遇，重点介绍了嵌入式系统的硬件，简要说明了嵌入式操作系统。 【关键词】单片机;操作系统;Linux;嵌入式系统 1.嵌入式系统的定义与市场前景 嵌入式系统是指以应用为中心，以计算机技术为基础，软件硬件可剪裁，适应应用系统对功能、可靠性、体积、功耗严格要求的专用计算机系统。它主要由嵌入式微处理器、外围硬设备、嵌入式操作系统及应用软件等部分构成，用于实现对其他设备的控制、监视和管理等功能 。 PC机主要应用在办公室自动化领域，而嵌入式已经渗入到人们的工作、生活中，如工业控制、交通管理、信息家电、家庭智能管理系统、POS网络及电子商务、环境监测、机器人等领域 。今天嵌入式系统带来的工业年产值已超过了1万亿美元，1997年来自美国嵌入式系统大会(Embedded System Conference)的报告指出，未来5年仅基于嵌入式计算机系统的全数字电视产品，就将在美国产生一个每年1500亿美元的新市场。美国汽车大王福特公司的高级经理也曾宣称，“福特出售的‘计算能力’已超过了IBM”，由此可以想见嵌入式计算器工业的规模和广度。1998年11月在美国加州举行的嵌入式系统大会上，基于RTOS的Embedded Internet成为一个技术新热点。 美国著名未来学家尼葛洛庞帝99年1月访华时预言，4～5年后嵌入式智能(计算机)工具将是PC和因特网之后最伟大的发明 。这就是所谓的“后PC时代”概念。 2.嵌入式系统发展阶段 嵌入式系统的出现至今已经30多年的历史。近几年来，计算机(Computer)、通信(Communication)、消费电子(Consumer Electron)的一体化趋势日益明显，成就了3C融合之势.纵观其发展历程，大致经历了一下几个阶段。 第一阶段是以单芯片为核心的可编程控制器(PLC)形式的系统，具有监测、伺服、指示设备相配合的功能。这类系统大部分应用在一些专业性强的工业控制系统中，没有操作系统的支持，只通过汇编语言对其编程控制。 第二阶段是单片机(又称微控制器 MCU Microcontroller Unit)为基础，这时候的编程语言从汇编转变成以C语言为主。这一阶段的MCU种类繁多，价格较低，现在依然发挥着重要作用。 第三阶段是以嵌入式操作系统为标志的嵌入式系统。这时候的单片机速度越来越快，功能越来越多。这时候软件主要运行在嵌入式操作系统上。嵌入式操作系统能运行各种不同类型的单片机上，兼容性好;用户界面较友好，具有大量的应用程序接口API，开发应用程序简单。 第四阶段是以Internet为标志的嵌入式系统。随着Internet的发展以及Internet技术与信息家电、控制技术日益结合，嵌入式系统通过各种总线形式和Internet的结合越来越密切 。 3.嵌入式系统的核心硬件 嵌入式系统的核心硬件是单片机，又称微控制器(MCU)它是将计算机的基本部件微型化并集成到一块芯片上的微型计算机，通常片内都含有CPU、ROM、RAM、并行I/O、串行I/O、定时器/计数器、中断控制、系统时钟及系统总线等。随着技术的发展，单片机片内集成的功能越来越强大，并朝着SoC(System on chip片上系统)方向发展。单片机有着体积小、功耗低、功能强、性能价格比高、易于推广应用等显著优点，在自动化装置、智能仪器仪表、过程控制、通信、家用电器等许多领域得到日益广泛的应用。 目前据不完全统计，全世界嵌入式处理器的品种总量已经超过1000多种，流行体系结构有30几个系列，其中8051体系的占有多半。生产8051单片机的半导体厂家有20多个，共350多种衍生产品。通常按单片机数据总线的位数将单片机分为4位、8位、16位、32位机。 3.1四位单片机。四位单片机适合用于各种规模较小的家电类消费产品。一般的单片机厂家均有自己的四位单片机产品，有OKI公司的MSM64164C、MSM64481，NEC公司的75006×系列、EPSON公司的SMC62系列等。 典型应用领域有：PC机用的输入装置(鼠标、游戏杆)、电池充电器(Ni-Cd电池、锂电池)、运动器材、带液晶显示的音、视频产品控制器、一般家用电器的控制及遥控器、玩具控制、记时器、时钟、表、计算器、多功能电话、LCD游戏机。 3.2八位单片机。八位单片机是目前品种最为丰富、应用最为广泛的单片机，有着体积小、功耗低、功能强、性能价格比高、易于推广应用等显著优点。目前主要分为MCS-51系列及其兼容机型和非MCS-51系列单片机。 MCS-51兼容产品因开发工具及软硬件资源齐全而占主导地位， ATMEL、PHILIPS、WINBOND是MCS-51单片机生产的老牌厂家，CYGNAL及ST也推出新的产品，其中ST的新推出的μPSD系列片内有大容量FLASH(128/256KB)、8/32KB的SRAM、 集成A/D、看门狗、上电复位电路、两路UART、支持在系统编程ISP及在应用中编程IAP等诸多先进特性，迅速被广大51单片机用户接受 。CYGNAL推出了Soc的51系列单片机C8051F系列。集成了A/D D/A电路、看门狗，上电复位电路、I C、SPI、CAN总线、 FLASH技术、JTAG仿真调试，并且最高达到了100MIPS 非51系列单片机在中国应用较广的有MOTOROLA68HC05/08系列、 MICROCHIP的PIC单片机以及ATMEL的AVR单片机。 八位单片机在自动化装置、智能仪器仪表、过程控制、通信、家用电器等许多领域得到广泛应用。 3.3十六位单片机。十六位单片机操作速度及数据吞吐能力在性能上比8位机有较大提高。目前以INTEL的MCS-96/196系列、TI的MSP430 系列及MOTOROLA的68HC11系列为主 。 十六位单片机主要应用于工业控制、智能仪器仪表 、便携式设备等场合。其中TI的MSP430系列以其超低功耗的特性广泛应用于低功耗场合。 3.4三十二位单片机。32位单片机是单片机的发展趋势，随着技术发展及开发成本和产品价格的下降将会与8位机并驾齐驱。生产32位单片机的厂家与8位机的厂家一样多。MOTOROLA、TOSHIBA、HITACH、NEC、EPSON、MITSUBISHI、SAMSUNG群雄割据， 其中以32位ARM单片机及MOTOROLA的MC683××、68K系列应用相对广泛。基于ARM核的单片机占据了2001年的32位单片机市场75%的份额。 3.5单片机技术的发展。从20年来单片机发展历程可以看出，单片机技术的发展以微处理器(MPU)技术及超大规模集成电路技术的发展为先导，以广泛的应用领域拉动，表现出以下技术特点。 8位、32位单片机共同发展。这是当前单片机技术发展的另一动向。长期以来，单片机技术的发展是以8位机为主的。随着移动通讯、网络技术、多媒体技术等高科技产品进入家庭，32位单片机应用得到了长足、迅猛的发展。 单片机速度越来越快。为提高单片机抗干扰能力，降低噪声，降低时钟频率而不牺牲运算速度是单片机技术发展之追求。一些8051单片机兼容厂商改善了单片机的内部时序，在不提高时钟频率的条件下，使运算速度提高了很多，Motorola单片机则使用了琐相环技术或内部倍频技术使内部总线速度大大高于时钟产生器的频率。68HC08单片机使用4.9MHz外部振荡器而内部时钟达32M。三星电子新近推出了1.2GHz的ARM处理器内核Halla 低电压与低功耗。几乎所有的单片机都有Wait、Stop等省电运行方式。允许使用的电源电压范围也越来越宽。一般单片机都能在3到6V范围内工作，对电池供电的单片机不再需要对电源采取稳压措施。低电压供电的单片机电源下限已由2.7V降至2.2V、1.8V。0.9V供电的单片机已经问世。 低噪声与高可靠性技术。为提高单片机系统的抗电磁干扰能力，使产品能适应恶劣的工作环境，满足电磁兼容性方面更高标准的要求，各单片机商家在单片机内部电路中采取了一些新的技术措施。如ST公司的μPSD系列单片机片内增加了看门狗定时器，NS的COP8单片机内部增加了抗EMI电路，增强了“看门狗”的性能。 ISP及IAP。在片编程技术(In System Programming)及在应用中编程(In Application Programming)通过单片机上引出的编程线、串行数据、时钟线等对单片机编程，编程线与I/O线共享， 不增加单片机的额外引脚。ISP为开发调试提供了方便，并使单片机系统远程调试、升级成为现实 4.嵌入式系统的软件 嵌入式系统的软件从最初的汇编语言逐渐过度到C高级语言，到现在最终形成了以操作系统，出现了几十种产品，代表性的有VxWorks、QNX、Nucleus、μC/OS 、Palm OS、Windows CE以及Linux系列。在技术上有以下特征。 (1)以为新的处理器越来越多，嵌入式系统的设计更易于移植，以便在短时间内支持多种微处理器。 (2)Linux产品在嵌入式上获得了广泛的应用。Linux性能稳定，裁剪性好，开发和使用比较容易，适用于多种嵌入式处理器。Linux得到了相当广泛厂商的支持RT-Linux产品也取得了很大的进展。在家用电器、工业控制大有可为 。 5.发展和应用我国自主的嵌入式系统技术 目前，PC机的架构为Wintel所控制、垄断。在该领域，现在我们没有主动权，创新空间较小，专家估计，十年内很难有所突破。而嵌入式系统没有统一的架构，软硬件需要多种多样的组合，技术密集，市场容量大。我国在此领域有无限的创新空间 。例如“星光中国芯工程”是以数字多媒体芯片为突破口，第一次将“中国芯星光一号”率先打入国际市场的战略工程在国际上处于领先地位。在该领域已处于领导地位。在操作系统领域，有中软公司推出的“中软实时嵌入式Linux操作系统”，对外部中断可作出微秒级的响应，能提供精确的实时始终控制，实时任务和线程的并发操作和同步机制 。 6.结束语 上述描述了嵌入式系统的含义，以及嵌入式系统的发展历程、嵌入式系统的硬件、嵌入式操作系统，最后总结了我国在嵌入式系统中面临的机遇，为进一步学习嵌入式系统提供了参考，以期对研究该领域的人们有所帮助。 看了“嵌入式技术论文”的人还看： 1. 基于μC/OS的嵌入式系统应用开发研究论文 2. 浅谈JNI技术在嵌入式软件开发中的应用论文 3. 计算机科学技术论文毕业论文 4. 电子技术论文范文大全 5. 单片机技术论文

近年来，随着计算机技术、网络通信技术及家电产业的飞速发展，信息技术正逐步向传统的家用电子产业渗透，一种新型产业——信息家电产业正在迅速崛起。信息家电产品开始走入了我们的生活。然而，到底什么是信息家电？它给人们带来些什么呢？对于信息家电（Information Appliance）的概念，从消费者的角度看，为个人使用设备，可以完成交互式应用、连接信息存储并对电子设备进行远程操作；从技术角度看，信息家电是采用双向通信，可连接嵌入式软件系统的一种特殊的计算机系统，并且能够将所使用的应用程序，电子设备的输出接口连接到家用电器上。亚洲信息家电产业发展(IAFA)论坛不仅成为传媒与市场人士关注的焦点，更是亚太地区重要的数字家电产业技术合作交流盛事。自2002年开始，IAFA已于北京、上海、中国台北、东京等重点科技城市成功举办过，至今已累积超过6000位研发人员与高层领导参与，邀请参加对象主要以半导体设计制造、通讯电子设计制造、信息电子设计制造、消费性电子设计制造、软件平台开发以及数码产品渠道为主要邀请对象，会议全程免费，大会并将提供讲义资料与午餐赠品。今年为了强化数字家电与数字网络的亮点，IAFA论坛发起单位电波新闻社DEMPA Shimbun，特别与青岛市中国消费性电子展SINOCES合作，将IAFA移师青岛香格里拉饭店举行，并受邀成为SINOCES展览期间的开幕会议之一。中国电子商会副会长王宁、瑞萨半导体管理(中国)有限公司董事副总裁张少驹、TCL电器销售公司副总经理、TCL集团多媒体电子事业本部营销总监韩青、松下电器(中国)有限公司技术总监阪本德男、国家广播电影电视总局副总工程师杜百川等参加了大会，并围绕全球与中国传统无线电视、有线电视、付费电视卫星电视业务、数字地面广播和宽带视讯(IP TV)等服务的利用现状；面临AV和家庭多媒体网络的不断变革，家电业者的机会和挑战，及如何为消费者提供一个相互兼容的AV设备环境；消费电子企业如何推动技术创新，建立销售渠道，完善售后服务，实现与国际接轨等主题内容，进行了热烈讨论。主要原因有两个：第一，由于全球LCD、DVD、DSC、DV、Camera Phone的热卖，加速了数码产品进入家庭的速度，因此今年的主题积极着眼于数字家电与数字网络的连接，而此一想法，恰与今年SINOCES的主题“3C融合与无缝生活”的想法不谋而合。第二，青岛相当重要的消费电子生产基地，包括海尔、海信甚至是国际大厂Philips、LG等都选择青岛作为主要家电生产供输中心，也强化了IAFA组委会在此举办IAFA的决心。2003年11月28日混沌许久的信息家电(IA)市场即将出现新商机，台湾地区资策会MIC-ITIS计划副主任潘时超日前在“2003年科技产业现况与市场趋势研讨会”中指出，鉴于IA产业中的PDA与Game Console等主力产品目前已进入成熟期且开始关注细分市场，未来厂商如何顺利迈入服务期，以细水长流的方式收取服务费用，将是IA产业的关键议题.此外，由于中国消费电子展SINOCES与美国CES已于日前正式缔约合作，将有助于提升SINOCES的国际化程度，可预期未来SINOCES将有机会如同美国CES一般，受到亚太区域内3C产业相当程度的重视，因此无论是对日本、韩国厂商或是国内厂商.中国电子商会副会长王宁表示，作为SINOCES的重要组成部分，IAFA之所以选择青岛召开今年的论坛主要有两个原因，首先，由于全球市场消费电子产品如平板电视，DVD机，数字相机，数字摄像机的热卖，加速数字家电的普及，因此今年的主题积极着眼于数字家电与数字网络的连接，而这一想法恰恰同今年的SINOCES的主题“3C融合与无缝生活”不谋而合。其次，青岛是中国相当重要的消费电子生产基地，包括海尔，海信，飞利浦，LG等重量级厂商都将青岛作为主要的家电产品生产中心.论坛讨论内容涉及探讨全球与中国，传统无线电视，有线电视，付费卫星电视业务以及数字地面广播和IPTV等服务的利用现状，以及在3C融合趋势下必要的手机研发几技术，市场和商品策率，TD-SCDMA将如何影响电信市场的重组等业内人士关心的问题。信息产品家电化和家电产品信息化是当代高新技术迅猛发展的必然结果。信息产品家电化和家电产品信息化的过程，其实也就是专家们所说的"3C融合"，即计算机、通讯、消费三类电子产品走向一体化的过程。在不久的将来，电脑、通讯、家电这三大行业也必将走向一体化，并成为引导全球产业走向明天的最强大力量之一